应用基因重组细胞模型研究苯并[a]芘的细胞毒性和遗传损伤效应  

Cytotoxicity and genomic damage of benzo[ a ] pyrene in gene transformed cell model

作　　者：段化伟[1] 宾萍[1] 刘清君[1] 王亚东[1] 牛勇[1] 刘庆[1] 戴宇飞[1] 陈雯[2] 郑玉新[1] 

机构地区：[1]中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所,北京100050 [2]中山大学公共卫生学院预防医学系

出　　处：《中华预防医学杂志》2010年第4期314-318,共5页Chinese Journal of Preventive Medicine

基　　金：国家自然科学基金（30625031,30700659）;卫生行业科研专项（200902006）

摘　　要：目的利用经基因重组构建的具有细胞色素P4501A1（CYP1A1）代谢活性的人支气管上皮细胞（16HBE）为体外模型，研究苯并[a]芘[B（a）P]的细胞毒性和遗传效应改变。方法应用实时定量PCR方法检测细胞的CYP1A1和微粒体环氧化物水解酶（mEH）的mRNA水平。细胞分0、1、5、10、20μmol／LB（a）P处理组，应用胞质分裂阻滞微核细胞组学技术综合评价B（a）P的有害生物效应，其中核分裂指数、细胞凋亡率和细胞坏死率等指标评价B（a）P的细胞毒性，微核、核质桥和核芽的发生率检测B（a）P的遗传损伤效应。结果CYP1A1和mEtI在16tlBE—CYP1A1细胞中有较高表达，mRNA相对含量分别是7．8×10^-4和0．030。B（a）P作用后，16HBE—CYP1A1细胞1、5、10、20μmol／L处理组核分裂指数分别为1．92±0．04，1．71±0．0l，1．61±0．04，1．41±0．01，低于对照组（2．08±0．03）；双核细胞率分别为（76．33±3．51）％、（66．33±0．58）％、（51．67±1．53）％、（39．00±1．00）％，低于对照组的（82．67±6．66）％；细胞坏死率分别为（1．93±0．42）％、（2．20±0．53）％、（8．07±0．90）％、（15．27±2．80）％，高于对照组的（0．47±0．11）％，差异均有统计学意义（F值分别为、899．94、303．33、240．87，P值均〈0．01）。而凋亡细胞随着B（a）P作用剂量的增加出现先增高后降低的趋势，分别为（1．20±0．53）％、（2．00±0．20）％、（1．47±0．12）％、（1．20±0．00）％、（1．20±0．00）％。遗传损伤效应分析中发现，随B（a）P作用浓度的增加，核质桥发生率随之增加，分别为（4．67±2．89）‰、（7．33±1．53）‰、（10．67±2．08）‰、（11．00±1．00）‰；核芽发生率也随之增加，分别为（2．334-0．58）‰、（4．00±1．00）％。、（5．00±1．00）‰、（7．67±1．16）‰，均有剂量-效应关系（F值分Objective To investigate cytotoxicity and genotoxicity of benzo（a） pyrene （ B （a） P） by 16HBE-CYP1A1 cells which are human bronchial epithelial cell with CYP1A1 transformed. Methods Expression of CYPIA1 and mEH of cell models were tested by real-time quantitative polymerase chain reaction. Cells were treated with 0,1,5,10 and 20/xmol/L B（a） P for 24 h. Adverse effects of B（a） P were tested by cytokinesis-block micronucleus （CBMN） cytome assays. Cytotoxicity was assessed by the nuclear division index （ NDI ）, frequency of necrotic and apoptotic cells. Genetic damages were assessed by frequencies of CBMN, nucleoplasmic bridges （NPBs） and nuclear buds （NBUDs）. Results High levels of CYP1A1 and mEH were found in 16HBE-CYP1A1 cells （relative mRNA content was 7. 8 × 10^-4 and 0. 030 respectively）. In 16HBE-CYP1A1 cells, NDI were decreased in 1,5,10 and 20 tzmol/L B （a）P treated groups,1.92 ±0. 04,1.71 ±0. 01,1.61 ±0.04,and 1.41 ±0.01 ,respectively; and lower than control group （2. 08 ± 0. 03 ） . Compared with control group （ （ 82. 67 ± 6. 66 ） % ）, the binucleated cells ratios were decreased,（76.33 ± 3.51）%, （66.33 ± 0.58）%, （51.67 ± 1.53）% and （39.0 ± 1.0）% respectively. Necrotic cells ratios were （1.93 -± 0.42）%, （2.20 -± 0.53）%, （8.07 ± 0.90）% and （ 15.27 _± 2. 80 ） %, respectively, higher than control group （ （ 0. 47 ± 0. 11 ） % ） . The differences were significant（F values were 899. 94,303.33,240. 87, P 〈 0. 01 ）. Apoptotic cells were increased at lower groups and decreased to normal at higher groups treated by B （a） P. They were （ 1.20 ± 0. 53 ） %, （ 2.00 ± 0. 20） %, （ 1.47 ± 0. 12 ） %, （ 1.20 ± 0. 00 ） % and （ 1. 20 ± 0. 00 ） %, respectively. Analysis on biomarkers of genetic damage, the significant dose-effect relationship were observed in NPBs and NBUDs （ F values were 50.23,121.09,P 〈 0.01, respectively）. Frequencies of NPBs were （4.67 ± 2. 89 ）‰, （7

关 键 词：苯并芘 毒性试验 细胞核分裂 微核 染色体不完整 

分 类 号：R114[医药卫生—卫生毒理学]